申请日2018.10.09
公开(公告)日2018.12.18
IPC分类号C02F1/72; C02F1/48
摘要
本发明提出了一种高效造纸污水处理剂，由以下原料按重量份制备而成：磁性胶原蛋白絮凝剂100‑120份;Na2O240‑50份;KMnO430‑50份;稳定剂20‑40份;山梨酸钾20‑30份;二氧化硅20‑40份;氧化石墨烯/银复合物10‑30份;活性炭20‑40份;吐温10‑20份;单宁5‑15份;水100‑150份。本发明制备的高效造纸污水处理剂效率高，絮凝效果好，去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著，能除浊、脱色、脱油、除菌、除臭、除藻等效果，快速净化污水，保护环境。
权利要求书
1.一种高效造纸污水处理剂，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：磁性胶原蛋白絮凝剂100-120份;Na2O240-50份;KMnO430-50份;稳定剂20-40份;山梨酸钾20-30份;二氧化硅20-40份;氧化石墨烯/银复合物10-30份;活性炭20-40份;吐温10-20份;单宁5-15份;水100-150份。
2.根据权利要求1所述一种高效造纸污水处理剂，其特征在于，所述磁性胶原蛋白絮凝剂由以下方法制备而成：将FeCl2·2H2O和FeCl3·6H2O在50℃的恒温水浴下溶于去离子水中，按照Fe3+与Fe2+摩尔比2：1的比例配制铁盐溶液，称取胶原蛋白絮凝剂，放入配制好的铁盐溶液中，在剧烈搅拌下，逐滴加入1mol/L的NaOH溶液至pH为7.5-8，待胶液变成棕黑色后，再继续搅拌30min，将所得高分子凝胶放入干燥箱内干燥24h获得黑色块体研磨后即得磁性胶原蛋白絮凝剂粉体。
3.根据权利要求2所述一种高效造纸污水处理剂，其特征在于，所述FeCl2·2H2O、FeCl3·6H2O与胶原蛋白絮凝剂的质量比为163:541:(1000-1200)。
4.根据权利要求2所述一种高效造纸污水处理剂，其特征在于，所述烘干温度为40-50℃。
5.根据权利要求1所述一种高效造纸污水处理剂，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：磁性胶原蛋白絮凝剂107-112份;Na2O242-48份;KMnO435-45份;稳定剂22-35份;山梨酸钾22-27份;二氧化硅23-36份;氧化石墨烯/银复合物15-24份;活性炭23-35份;吐温12-16份;单宁7-12份;水120-140份。
6.根据权利要求5所述一种高效造纸污水处理剂，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：磁性胶原蛋白絮凝剂110份;Na2O245份;KMnO440份;稳定剂30份;山梨酸钾25份;二氧化硅32份;氧化石墨烯/银复合物17份;活性炭31份;吐温14份;单宁10份;水135份。
7.根据权利要求1所述一种高效造纸污水处理剂，其特征在于，所述稳定剂选自硬脂酸镁、硬脂酸锉、硬脂酸铝、硬脂酸钾、硬脂酸铝、硬脂酸锌、亚磷酸醋、环氧大豆油、受阻酚中的一种或几种。
8.根据权利要求1-7任一权利要求所述一种高效造纸污水处理剂的制备方法，其特征在于，按照以下方法制备：
(1)将Na2O2、KMnO4和稳定剂溶于水中，搅拌均匀，得到溶液A;
(2)将二氧化硅、氧化石墨烯/银复合物和活性炭混合研磨2h，然后加入溶液A搅拌20min后，升温至70℃并在该温度下搅拌30min，然后加入吐温、山梨酸钾和单宁，在80℃下搅拌20min，最后加入磁性胶原蛋白絮凝剂并保温搅拌15min，然后进行微波处理10min，微波功率为1000W，降至室温即得高效造纸污水处理剂。
9.根据权利要求1-7任一权利要求所述一种高效造纸污水处理剂的应用。
说明书
一种高效造纸污水处理剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种高效造纸污水处理剂。
背景技术
污水处理技术对节水、节能等问题具有十分重要的作用，但同时污水处理药剂的使用过程中也给环境造成一定的影响。在冷却水系统中，水温高于环境温度的各种场合下，碳酸钙等无机盐的结垢会带来严重的后果。近年来，在水处理领域中，应用碱性、不调节pH值的水处理技术日益增长，其中添加缓蚀阻垢药剂，低磷、无磷配方的应用越来越广泛，无磷的绿色水处理药剂已成为国内外水处理剂研究方面的热点课题。科学利用水处理药剂可有效防腐蚀和防止结垢，从而提高设备及水的利用率而达到节约水源和能源的目的。
造纸工业使用木材、稻草、芦苇、破布等为原料，经高温高压蒸煮而分离出纤维素，制成纸浆。造纸废水主要来自造纸工业生产中的制浆和抄纸两个生产过程，制浆产生的造纸废水，污染最为严重。洗浆时排出废水呈黑褐色，称为黑水，黑水中污染物浓度很高，BOD高达5-40g/L，含有大量纤维、无机盐和色素。漂白工序排出的造纸废水也含有大量的酸碱物质。抄纸机排出的造纸废水，称为白水，其中含有大量纤维和在生产过程中添加的填料和胶料。目前造纸厂的污水处理问题非常严重，而且成本偏高，使得造纸厂的造纸废水成为重大的水污染来源之一，其治理愈加迫切，目前治理的方法有沉降法、生物分解法、电解法等，沉降法的效果较差、生物分解法控制效果差，电解法费用过高。
为解决上述问题，中国发明专利201410481614.6于2016年5月4日公开了一种造纸污水处理剂，其由以下按组分组成：聚合硫酸铁、硫酸锌、醋酸钠、聚合氯化铝、聚乙烯亚胺、二氧化硅、十二烷基苯磺酸钠、硅藻土，该处理剂能够大大降低污水中的COD、BOD和SS等各项指标，尤其是对于COD的降低效果明显，而且造价较低，实用方便，仅仅添加到污水搅拌即可，提高了水质、保护了环境。但是该发明中的十二烷基苯磺酸钠具有一定的毒性，长期使用会对水质造成二次污染，而且仍然存在污水处理效率低的缺点。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供一种高效造纸污水处理剂及其制备方法和应用，其目的在于，提供一种高效造纸污水处理剂，通过添加磁性胶原蛋白絮凝剂，在絮凝过程中同时引入“磁种”，使絮团具有磁性，在外加磁场作用下可加速絮团沉降或分离，效率高，絮凝效果好，去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著。
本发明提供一种高效造纸污水处理剂，由以下原料按重量份制备而成：磁性胶原蛋白絮凝剂100-120份;Na2O240-50份;KMnO430-50份;稳定剂20-40份;山梨酸钾20-30份;二氧化硅20-40份;氧化石墨烯/银复合物10-30份;活性炭20-40份;吐温10-20份;单宁5-15份;水100-150份。
作为本发明进一步的改进，磁性胶原蛋白絮凝剂由以下方法制备而成：将FeCl2·2H2O和FeCl3·6H2O在50℃的恒温水浴下溶于去离子水中，按照Fe3+与Fe2+摩尔比2：1的比例配制铁盐溶液，称取胶原蛋白絮凝剂，放入配制好的铁盐溶液中，在剧烈搅拌下，逐滴加入1mol/L的NaOH溶液至pH为7.5-8，待胶液变成棕黑色后，再继续搅拌30min，将所得高分子凝胶放入干燥箱内干燥24h获得黑色块体研磨后即得磁性胶原蛋白絮凝剂粉体。
作为本发明进一步的改进，FeCl2·2H2O、FeCl3·6H2O与胶原蛋白絮凝剂的质量比为163:541:(1000-1200)。
作为本发明进一步的改进，烘干温度为40-50℃。
作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：磁性胶原蛋白絮凝剂107-112份;Na2O242-48份;KMnO435-45份;稳定剂22-35份;山梨酸钾22-27份;二氧化硅23-36份;氧化石墨烯/银复合物15-24份;活性炭23-35份;吐温12-16份;单宁7-12份;水120-140份。
作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：磁性胶原蛋白絮凝剂110份;Na2O245份;KMnO440份;稳定剂30份;山梨酸钾25份;二氧化硅32份;氧化石墨烯/银复合物17份;活性炭31份;吐温14份;单宁10份;水135份。
作为本发明进一步的改进，稳定剂选自硬脂酸镁、硬脂酸锉、硬脂酸铝、硬脂酸钾、硬脂酸铝、硬脂酸锌、亚磷酸醋、环氧大豆油、受阻酚中的一种或几种。
本发明进一步保护上述一种高效造纸污水处理剂的制备方法，按照以下方法制备：
(1)将Na2O2、KMnO4和稳定剂溶于水中，搅拌均匀，得到溶液A;
(2)将二氧化硅、氧化石墨烯/银复合物和活性炭混合研磨2h，然后加入溶液A搅拌20min后，升温至70℃并在该温度下搅拌30min，然后加入吐温、山梨酸钾和单宁，在80℃下搅拌20min，最后加入磁性胶原蛋白絮凝剂并保温搅拌15min，然后进行微波处理10min，微波功率为1000W，降至室温即得高效造纸污水处理剂。
本发明进一步保护上述一种高效造纸污水处理剂的应用。
本发明具有如下有益效果：
1.本发明制备的磁性胶原蛋白絮凝剂，在絮凝过程中同时引入“磁种”，使絮团具有磁性，在外加磁场作用下可加速絮团沉降或分离，效率高，絮凝效果好，去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著;
2.本发明添加了氧化剂Na2O2和KMnO4，能高效氧化污水中的还原型成分，起到除浊、脱色、脱油、除菌、除臭、除藻等效果，能快速净化污水;
3.经本发明污水处理剂处理后的污水其各项指标均符合GB18918-2002标准，有利于保护环境;
4.本发明制备的污水处理剂回收方便，制作工艺简单、易操作，原料简单、取材广，成本低，适于大规模生产。